(57)【要約】【課題】複数の測定データにおいて対応するポイント同士の対応付けに生じる間違いを軽減し高精度にポイントの対応付けをすること。【解決手段】測定データ内から検出される測定対象を表すポイントについて、前記測定対象が関連するポイント同士の対応付けを行うデータ解析装置であって、複数の前記測定データと、前記測定データにおける複数の前記ポイントの出現位置を表すポイント情報と、前記測定データを測定したときの測定条件とを入力する入力手段と、対応付けを行う測定データにおける前記測定条件から算出した補正量に基づき前記測定データとポイント情報を補正するデータ補正手段と、前記測定データにおける前記ポイントの出現位置が異なる前記測定データ間において補正された測定データとポイント情報に基づき前記ポイント同士を対応付けたポイント対応付け情報を作成する対応ポイント検出手段と、を備えることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定データ内から検出される測定対象を表すポイントについて、前記測定対象が関連するポイント同士の対応付けを行うデータ解析装置であって、
複数の前記測定データと、前記測定データにおける複数の前記ポイントの出現位置を表すポイント情報と、前記測定データを測定したときの測定条件とを入力する入力手段と、
対応付けを行う測定データにおける前記測定条件を比較することにより測定データの補正量を算出し、当該補正量に基づき前記測定データとポイント情報を補正するデータ補正手段と、
前記測定データにおける前記ポイントの出現位置が異なる前記測定データ間において、前記データ補正手段により補正された測定データと補正されたポイント情報に基づき前記ポイント同士を対応付けたポイント対応付け情報を作成する対応ポイント検出手段と、
を備えることを特徴とするデータ解析装置。
【請求項２】
前記測定データは、二次元データにおいて複数の前記ポイントが出現するデータであって、前記ポイントの出現位置を前記二次元データにおける前記ポイントの位置によって示していることを特徴とする請求項１に記載のデータ解析装置。
【請求項３】
前記測定データは、二次元電気泳動画像であって、当該二次元電気泳動画像におけるピクセル毎に画像の色や明るさの濃度を示す濃度値の高い部分が前記ポイントとして出現していることを特徴とする請求項２に記載のデータ解析装置。
【請求項４】
前記データ補正手段は、
二次元電気泳動画像を測定したときの電気泳動の印加電圧と泳動時間に基づき測定データの補正量を算出することを特徴とする請求項３に記載のデータ解析装置。
【請求項５】
前記補正量の算出は、
二次元電気泳動画像を測定したときの電気泳動の印加電圧と泳動時間の積である総印加電圧に基づき測定データの補正量を算出することを特徴とする請求項４に記載のデータ解析装置。
【請求項６】
前記補正量の算出は、
対応付けを行う二次元電気泳動画像間において、二次元電気泳動画像を測定したときの総印加電圧の比を補正量とすることを特徴とする請求項５に記載のデータ解析装置。
【請求項７】
前記測定データとポイント情報の補正は、
前記総印加電圧の比に基づいて二次元電気泳動を拡大または縮小処理すること、
および二次元電気泳動画像に出現しているポイントの出現位置を変換することを特徴とする請求項６に記載のデータ解析装置。
【請求項８】
前記総印加電圧の比に基づいて拡大または縮小された二次元電気泳動と、前記総印加電圧の比に基づいて変換されたポイントの出現位置と、を出力する出力手段を備えることを特徴とする請求項７に記載のデータ解析装置。
【請求項９】
前記データ補正手段により補正された測定データと補正されたポイント情報が出力される出力手段を備えることを特徴とする請求項１から請求項８のうちいずれか一項に記載のデータ解析装置。
【請求項１０】
コンピュータを、請求項１から請求項９のうちいずれか一項に記載の入力手段、データ補正手段、あるいは対応ポイント検出手段、として機能させるためのプログラム。
【請求項１１】
請求項１０に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項１２】
測定対象を示すポイントが出現している測定データを用いて前記測定対象が関連するポイント同士の対応付けを行うデータ解析方法であって、
複数の前記測定データと、前記測定データにおける複数の前記ポイントの出現位置を表すポイント情報と、前記測定データを測定したときの測定条件とを入力するステップと、
対応付けを行う測定データにおける前記測定条件を比較することにより測定データの補正量を算出し、当該補正量に基づき前記測定データとポイント情報を補正するステップと、
前記測定データにおける前記ポイントの出現位置が異なる前記測定データ間において、前記補正ステップにより補正された測定データとポイント情報に基づき前記ポイント同士を対応付けたポイント対応付け情報を作成するステップと、
を備えることを特徴とするデータ解析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定対象から得られる測定データにおいて測定対象の存在を示すポイントを検出し、複数の測定データにおいて対応するポイント同士の対応付けを行うデータ解析装置、プログラム、記録媒体、およびデータ解析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
２００３年にヒトゲノムプロジェクトが終了した後、今日までに様々な疾患と生体高分子との関係性が明らかになりつつある。特に、生体高分子の１つであるタンパク質は、生体の細胞、器官、および臓器の機能に直接関与しており、タンパク質のアミノ酸配列または立体構造の相違、あるいは糖鎖またはリン酸化等の化学的修飾の有無等に起因して、多くの疾患が引き起こされる可能性があることが明らかになり始めている。
このような状況の中、プロテオーム解析が盛んに行われている。プロテオームとは、特定の細胞、器官、および臓器の中で翻訳生産されているタンパク質全体のことを意味している。その解析（プロテオーム解析）としては、タンパク質のプロファイリング、または機能解析等が挙げられる。タンパク質の翻訳後に生体内で合成されたタンパク質は、リン酸化等の翻訳後修飾によってタンパク質の機能を制御されていることが知られている。したがって、タンパク質の化学的修飾に関する情報の入手は、今後のプロテオーム解析において取り分け重要事項の１つとなり得る。そのため、複数のタンパク質が混在する試料を、高精度で分離および検出する方法が重要視されており、そのための装置の開発が進められている。
【０００３】
現在では、タンパク質の分離検出方法として、ゲル電気泳動等が利用されている。
ゲル電気泳動では、個々のタンパク質が表面電荷および分子量において有している独特の性質を利用して分離している。例えば、タンパク質を電荷のみ、または分子量のみに依存して分離する一次元電気泳動と、両者を組み合わせて分離する二次元電気泳動とがある。中でも、二次元電気泳動は、一度に多くのタンパク質を分離し、網羅的に解析することが可能であるため、プロテオーム解析において広く利用されている。
【０００４】
二次元電気泳動で分離されたタンパク質は、デジタル画像上で蛍光領域、または染色領域（以下、スポットという）として観察される。タンパク質の量は、スポットの積分値である体積に対応しており、分離されたタンパク質の量を定量化するために、当該スポットの位置の検出、および体積算出が行われる。
複数の試料、例えば正常細胞からの試料とがん細胞からの試料をそれぞれ二次元電気泳動させて撮影した二次元電気泳動画像間においてスポット体積を比較することにより、がんに関連したタンパク質、すなわちマーカータンパク質を発見することも行われている。
【０００５】
この場合、複数の二次元電気泳動画像間において、同じタンパク質に由来するスポット同士を対応付ける必要がある。なお、二次元電気泳動画像等の測定データに現れる測定対象の成分に由来した特性を示すスポットを、以下、ポイントという。
二次元電気泳動画像において、同じタンパク質に由来するポイントは、理想的には二次元電気泳動ごとに同じ位置に配置されるはずである。しかし、現実には、ゲルの柔軟性や実験ごとのばらつきのため、同じタンパク質に由来するポイントは、複数の画像間において同じ位置に配置されない。したがって、複数の画像間において同じタンパク質に由来するポイントの対応付けを人による目視で行う必要があり、膨大な時間と労力がかかっていた。
【０００６】
また、ポイントの対応付けにかかる時間と労力を短縮するために、同じタンパク質に由来するポイント同士の対応付けを、コンピュータを用いて行う方法が試みられている。
例えば、特許文献１には、選択された画像を平均化することにより生成されたマスター複合画像を用いて、新たな画像のポイントの対応付けを行う方法が開示されている。具体的には、マスター複合画像からアンカーポイントとなるポイントのセットをオペレータが選択する。そして、オペレータは、新たな画像に存在するアンカーポイントの検索を目視で行い、アンカーポイントの有無を調べる。次いで、オペレータは、マスター複合画像におけるアンカーポイントのポイントと、これに対応する新たな画像におけるアンカーポイントのポイントとの対応付けを行う。その後、コンピュータが、オペレータの選択したアンカーポイントの位置に基づいて、マスター複合画像と新たな画像の間でアンカーポイント以外のポイントの対応付けを行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表２００１−５００６１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ゲル電気泳動において、タンパク質を分子量に依存して分離する電気泳動では、ドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）を含むポリアクリルアミドゲルを用いてタンパク質を分子量で分離するＳＤＳ−ポリアクリルアミドゲル電気泳動（ＳＤＳ−ＰＡＧＥ）が行われる。ＳＤＳは、強い負電荷を持つ分子であり、タンパク質のポリペプチド鎖と複合体を形成する。ＳＤＳ−ＰＡＧＥでは、多孔性を有するポリアクリルアミドゲル（ＰＡＧＥ）に電圧を印加した際の、ＳＤＳ−タンパク質複合体が当該ゲル中を移動する移動速度によって各タンパク質をその分子量に応じて分離する。ＳＤＳ−タンパク質複合体が当該ゲル中を移動する移動速度は、タンパク質の分子量が高いほどゲル中を移動する移動速度が遅く、タンパク質の分子量が低いほどゲル中を移動する移動速度が速い。
ＳＤＳ−ＰＡＧＥでは、泳動時間、または電気泳動時に印加する電圧によってポイントの位置がかわる。泳動時間が長いほど、また電気泳動時に印加する電圧が高いほど、タンパク質は長い距離を移動する。
現実には、電気泳動実験ごとに泳動時間や電圧がばらつく。したがって、複数の画像間において、同じタンパク質に由来するポイントは、同じ位置に配置されない。
【０００９】
しかしながら、特許文献１に開示されている方法では、マスター複合画像と新たな画像の整列に際して、オペレータが手動で、マスター複合画像のポイントとそれに対応する新たな画像のポイントとを選択する必要がある。このため、時間と労力がかかる上に、対応付けを行う人が異なると、同じタンパク質に由来しないポイント同士を選択する可能性がある。その結果、同じタンパク質に由来するポイントの対応付けの精度が低下するおそれがあった。
【００１０】
そこで、本発明は上記従来技術の欠点に鑑みてなされたものであり、複数の測定データにおいて対応するポイント同士の対応付けを行う際の時間と労力を削減するとともに、複数の測定データにおいて対応するポイント同士の対応付けに要する時間の軽減や間違ったポイント同士の対応付けを防止することができるデータ解析装置、プログラム、記録媒体およびデータ解析方法、を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
（１）本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の一態様は、測定データ内から検出される測定対象を表すポイントについて、前記測定対象が関連するポイント同士の対応付けを行うデータ解析装置であって、複数の前記測定データと、前記測定データにおける複数の前記ポイントの出現位置を表すポイント情報と、前記測定データを測定したときの測定条件とを入力する入力手段と、対応付けを行う測定データにおける前記測定条件を比較することにより測定データの補正量を算出し、当該補正量に基づき前記測定データとポイント情報を補正するデータ補正手段と、前記測定データにおける前記ポイントの出現位置が異なる前記測定データ間において、前記データ補正手段により補正された測定データと補正されたポイント情報に基づき前記ポイント同士を対応付けたポイント対応付け情報を作成する対応ポイント検出手段と、を備えることを特徴とするデータ解析装置である。
【００１２】
（２）本発明の他の態様は、前記測定データは、二次元データにおいて複数の前記ポイントが出現するデータであって、前記ポイントの出現位置を前記二次元データにおける前記ポイントの位置によって示していることを特徴とする（１）に記載のデータ解析装置である。
【００１３】
（３）本発明の他の態様は、前記測定データは、二次元電気泳動画像であって、当該二次元電気泳動画像におけるピクセル毎に画像の色や明るさの濃度を示す濃度値の高い部分が前記ポイントとして出現していることを特徴とする（２）に記載のデータ解析装置である。
【００１４】
（４）本発明の他の態様は、前記データ補正手段は、二次元電気泳動画像を測定したときの電気泳動の印加電圧と泳動時間に基づき測定データの補正量を算出することを特徴とする（３）に記載のデータ解析装置である。
【００１５】
（５）本発明の他の態様は、前記補正量の算出は、二次元電気泳動画像を測定したときの電気泳動の印加電圧と泳動時間の積である総印加電圧に基づき測定データの補正量を算出することを特徴とする（４）に記載のデータ解析装置である。
【００１６】
（６）本発明の他の態様は、前記補正量の算出は、応付けを行う二次元電気泳動画像間において、二次元電気泳動画像を測定したときの総印加電圧の比を補正量とすることを特徴とする（５）に記載のデータ解析装置である。
【００１７】
（７）本発明の他の態様は、前記測定データとポイント情報の補正は、前記総印加電圧の比に基づいて二次元電気泳動を拡大または縮小処理すること、および二次元電気泳動画像に出現しているポイントの出現位置を変換することを特徴とする（６）に記載のデータ解析装置である。
【００１８】
（８）本発明の他の態様は、前記総印加電圧の比に基づいて拡大または縮小された二次元電気泳動と、前記総印加電圧の比に基づいて変換されたポイントの出現位置と、を出力する出力手段を備えることを特徴とする（７）に記載のデータ解析装置である。
【００１９】
（９）本発明の他の態様は、前記データ補正手段により補正された測定データと補正されたポイント情報が出力される出力手段を備えることを特徴とする（１）から（８）のうちいずれか一項に記載のデータ解析装置である。
【００２０】
（１０）本発明の他の態様は、コンピュータを、（１）から（９）のうちいずれか一項に記載の入力手段、データ補正手段、あるいは対応ポイント検出手段、として機能させるためのプログラムである。
【００２１】
（１１）本発明の他の態様は、（１０）に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
【００２２】
（１２）本発明の他の態様は、測定対象を示すポイントが出現している測定データを用いて前記測定対象が関連するポイント同士の対応付けを行うデータ解析方法であって、複数の前記測定データと、前記測定データにおける複数の前記ポイントの出現位置を表すポイント情報と、前記測定データを測定したときの測定条件とを入力するステップと、対応付けを行う測定データにおける前記測定条件を比較することにより測定データの補正量を算出し、当該補正量に基づき前記測定データとポイント情報を補正するステップと、前記測定データにおける前記ポイントの出現位置が異なる前記測定データ間において、前記補正ステップにより補正された測定データとポイント情報に基づき前記ポイント同士を対応付けたポイント対応付け情報を作成するステップと、を備えることを特徴とするデータ解析方法である。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、測定対象から得られる測定データにおいて測定対象の存在を示すポイントを検出し、複数の測定データにおいて対応するポイント同士の対応付けを行う際の間違ったポイント同士の対応付けの発生を防止することができ、高精度に対応するポイント同士の対応付けを行うことができる。また、複数の測定データにおいて対応するポイント同士の対応付けを行う際の時間と労力を削減するとともに、複数の測定データにおいて対応するポイント同士の対応付けに要する時間の軽減を図ることができる
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態に係るデータ解析装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】複数のタンパク質を含む試料を二次元電気泳動したものを撮影して得られた泳動結果である二次元電気泳動画像の一例を示す図である。
【図３】ポイント情報を検出する一例を説明するための図である。
【図４】ポイント情報を検出する一例を説明するための図である。
【図５】ポイント情報を検出する一例を説明するための図である。
【図６】電気泳動装置の要部構成を示す断面図である。
【図７】電気泳動装置の制御ブロック図である。
【図８】本発明の一実施形態に係るデータ解析装置によるデータ解析方法の一例を示すフローチャートである。
【図９】本発明の一実施形態に係るデータ解析装置による画像の拡大縮小処理、ポイント位置情報の変換処理の一例を示すフローチャートである。
【図１０】二次元電気泳動画像におけるポイントの位置について説明するための図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係るデータ解析装置によるポイント対応付け処理の一例を示すフローチャートである。
【図１２】二次元電気泳動画像におけるポイントの位置について説明するための図である。
【図１３】本発明の一実施形態に係るデータ解析装置による解析結果の出力例を示す図である。
【図１４】本発明の一実施形態に係るデータ解析装置による解析結果の他の出力例を示す図である。
【図１５】電気泳動の泳動時間と測定された二次電気泳動画像について説明するための図である。
【図１６】電気泳動の印加電圧と測定された二次電気泳動画像について説明するための図である。
【図１７】電気泳動の泳動時間と泳動距離との関係について説明するための図である。
【図１８】電気泳動の印加電圧と泳動距離との関係について説明するための図である。
【図１９】複数のタンパク質を含む試料を用いて二次元電気泳動を行ったときの二次元電気泳動画像、および本発明の一実施形態に係るデータ解析装置による解析を行ったときの縮小された二次元電気泳動画像の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下では、本発明の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。  図１を参照して、本実施形態に係るデータ解析装置の概要について説明する。図１は、本実施形態に係るデータ解析装置１００を含むデータ解析システムの構成の一例を示す図である。
図１に示すように、データ解析システムは、データ解析装置１００と外部検出装置２００と電気泳動装置３００とを備える。このデータ解析装置１００と外部検出装置２００は、接続されている。外部検出装置２００は、データ解析装置１００によってデータ解析がなされる測定データ等をデータ解析装置１００に出力する。さらに、このデータ解析装置１００と電気泳動装置３００は、接続されている。電気泳動装置３００は、ＳＤＳ−ＰＡＧＥにおける泳動時間と印加電圧をデータ解析装置１００に出力する。
このデータ解析装置１００は、制御装置１０１と、入力装置１０２と、データ処理装置１０３と、記憶装置１０４と、外部記憶装置１０５と、出力装置１０６とを備える。
データ処理装置１０３は、基準画像選択部１３１と、データ補正部１３２と、対応ポイント検出部１３３とを備える。
記憶装置１０４は、データ格納部１４１と、基準画像情報格納部１４２と、補正データ格納部１４３とを備える。
【００２６】
本実施形態に係るデータ解析装置１００は、測定対象を含む物質を測定して得られる測定データにおいて測定対象の存在を示すポイントを検出し、複数の測定データにおいて対応するポイント同士の対応付けを行う。この測定対象の存在を示すポイントとは、本実施形態において、測定データに現れる測定対象の成分に由来した特性を示すポイントである。
また、本実施形態において、測定データから検出される測定対象はタンパク質である。なお、本発明は測定対象がタンパク質であるものに限られず、例えば、ある物質を構成している成分を同定する際の任意の成分等であってもよい。
このデータ解析装置１００は、複数の測定データに基づき、これら複数の測定データ間において、それぞれ対応するポイントを対応付ける。
ここで、「対応するポイント」とは、同じ成分に由来する計測対象（ここではタンパク質）の存在を測定データにおいて表わす部分である。なお、ポイントとは、二次元の測定データである画像内においてピーク値を含む一定の領域を示す概念である。
【００２７】
以下では、データ解析装置１００が、ポイントを有する二次元データを用いて、複数の二次元データ間において対応するポイントを対応付ける場合の一例について説明する。ここでは、二次元データとして、二次元電気泳動の泳動結果の測定データ（以下、二次元電気泳動画像という）を用いた場合を例に挙げ説明する。
この二次元電気泳動とは、タンパク質の電気的な性質を利用して二次元に分離する手法である。二次元電気泳動は、タンパク質を電荷に依存して分離する等電点電気泳動と、分子量に依存して分離するドデシル硫酸ナトリウム−ポリアクリルアミドゲル電気泳動（ＳＤＳ−ＰＡＧＥ）との２つの電気泳動からなる。
まず、一次元目では、等電点電気泳動ゲルを用いてタンパク質を等電点で分離する等電点電気泳動が行われる。この等電点電気泳動は、一次元目方向への分離であり、一定のｐＨ勾配を有する等電点電気泳動ゲルを用いている。この等電点電気泳動では、当該ゲルの両端に電圧を印加した際に、各タンパク質の正味の電荷が０（等電点）となるｐＨまで移動する性質を利用して、各タンパク質の等電点を同定している。
【００２８】
そして、二次元目では、ドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）を含むポリアクリルアミドゲルを用いてタンパク質を分子量で分離するＳＤＳ−ポリアクリルアミドゲル電気泳動（ＳＤＳ−ＰＡＧＥ）が行われる。このＳＤＳ−ＰＡＧＥは、二次元目方向への分離であり、陰イオン性界面活性剤の一種であるドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）を用いている。ＳＤＳは、強い負電荷を持つ分子であり、タンパク質のポリペプチド鎖と複合体を形成する。ＳＤＳ−ＰＡＧＥでは、多孔性を有するポリアクリルアミドゲル（ＰＡＧＥ）に電圧を印加した際の、ＳＤＳ−タンパク質複合体が当該ゲル中を移動する移動速度によって各タンパク質の分子量を同定する。
一次元目の分離方向と二次元目の分離方向とは互いに直交する。これによって、一次元目方向と二次元目方向とに分離したタンパク質の分離パターンが得られる。
電気泳動ゲル上で分離されたタンパク質をクーマシーブリリアントブルー（ＣＢＢ）、または蛍光色素等によって染色されることにより、視覚化される。そして、この視覚化されたものを、カメラまたはスキャナ等の画像読取装置が撮影してデジタル画像化されたものが二次元電気泳動画像である。図２に二次元電気泳動画像の一例を示す。図２は、複数のタンパク質を含む試料を二次元電気泳動して得られた泳動結果の測定データ（二次元電気泳動画像）である。
【００２９】
図２に示すように、得られた二次元電気泳動画像では、タンパク質が一次元目方向（図中のＸ軸方向）に等電点の違いによって分離しており、二次元目方向（図中のＹ軸方向）に分子量の違いによって分離している。二次元電気泳動画像上の黒い斑点で表される複数のポイントは、それぞれ種類の異なるタンパク質を表している。図２に示す二次元電気泳動画像では、等電点が、０からＸ軸の正方向にいくほど高くなり、分子量は、０からＹ軸の正方向にいくほど大きくなる。
上述したように、データ解析装置１００は、ポイントを有する測定データが複数あった場合、それら複数の測定データ間で、対応するポイントを対応付ける装置である。具体的に説明すると、データ解析装置１００は、測定データである二次元電気泳動画像と、各二次元電気泳動画像に含まれるポイントの位置を示す情報と、電気泳動時の泳動時間と印加電圧の情報とを用いて、複数の二次元電気泳動画像間において対応するポイント同士の対応付けを行う。処理内容について後ほど詳しく説明する。
【００３０】
図１に戻って、本実施形態に係るデータ解析装置１００の各構成部について説明する。
制御装置１０１は、データ解析装置１００を統括的に制御する。
入力装置１０２は、外部（ユーザ）からの指示を入力するキーボードまたはポインティングデバイス等の装置である。ユーザはキーボードやポインティングデバイス等を利用して指示情報を入力装置１０２に入力する。また、入力装置１０２は、外部検出装置２００と接続され、外部検出装置２００からの情報を入力する。例えば、制御装置１０１が、入力装置１０２に対して外部検出装置２００からの情報の読み込みを指示した場合、入力装置１０２は、外部検出装置２００から情報を読み込む。さらに、入力装置１０２は、電気泳動装置３００と接続され、電気泳動装置３００からの情報を入力する。例えば、制御装置１０１が、入力装置１０２に対して電気泳動装置３００からの情報の読み込みを指示した場合、入力装置１０２は、電気泳動装置３００から情報を読み込む。
データ処理装置１０３は、プログラム制御によって動作し、電気泳動による測定ごとに得られた二次元電気泳動画像に基づいて、各処理を行う。例えば、データ処理装置１０３は、複数の二次元電気泳動画像の中から対応付けの対照基準となる基準画像を選択する基準画像選択処理を行う。また、データ処理装置１０３は、電気泳動時の泳動時間と印加電圧の情報とを用いて二次元電気泳動画像の拡大処理または縮小処理、およびポイントの位置情報の変換処理を行う。さらに、データ処理装置１０３は、複数の測定データである二次元電気泳動画像間において対応するポイント同士の対応付けを行うポイント対応付け処理を行う。
記憶装置１０４は、例えば、情報を一時的に記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）である。
【００３１】
外部記憶装置１０５は、例えば、情報を長期的に記憶するハードディスクドライブ（ＨＤＤ）である。この外部記憶装置１０５は、外部から入力された情報を記憶するものである。本実施形態において、複数のタンパク質を含む試料に対して二次元電気泳動を行い得られた泳動結果である二次元電気泳動画像は、外部記憶装置１０５に記憶される。この場合、外部記憶装置１０５に記憶されている二次元電気泳動画像は、複数枚（１，２，・・・，ｎ枚）ある。
この外部記憶装置１０５には、例えば、複数の検体から採取した試料に対してそれぞれ二次元電気泳動を行い得られた泳動結果である二次元電気泳動画像が記憶されている。
さらに、外部記憶装置１０５は、各二次元電気泳動画像に含まれるポイントに関するポイント情報（ポイント情報）を、各二次元電気泳動画像に対応付けて記憶している。このポイント情報とは、二次元電気泳動画像から検出された各ポイントを識別するためのポイント識別情報と、二次元電気泳動画像における各ポイントの位置を示すポイント位置情報とを含む。  さらに、外部記憶装置１０５は、二次元電気泳動が行われたときのＳＤＳ−ＰＡＧＥの泳動時間と印加電圧の情報を、各二次元電気泳動画像に対応付けて記憶している。この泳動時間と印加電圧の情報とは、ＳＤＳ−ＰＡＧＥの開始から終了までの時間と、電気泳動中の単位時間ごとの印加電圧値とを含む。
例えば、制御装置１０１が、入力装置１０２に対して、外部検出装置２００からの測定データの読み込みを指示すると、入力装置１０２が測定データを外部検出装置２００から読み込む。入力装置１０２から読み込まれた測定データは、外部記憶装置１０５に格納される。また、例えば、制御装置１０１が、入力装置１０２に対して、電気泳動装置３００からの測定データの読み込みを指示すると、入力装置１０２がＳＤＳ−ＰＡＧＥの泳動時間と印加電圧の情報を電気泳動装置３００から読み込む。入力装置１０２から読み込まれたＳＤＳ−ＰＡＧＥの泳動時間と印加電圧の情報は、外部記憶装置１０５に格納される。  なお、本実施形態において、外部記憶装置１０５が、データ解析装置１００に内蔵されている例について説明するが、本発明はこれに限られず、外部の装置として設けられるものであって、データ解析装置１００と接続されるものであってもよい。
出力装置１０６は、データ処理装置１０３の処理結果を外部に表示または印字する表示装置または印刷装置等である。
【００３２】
［ポイント情報の検出手法の一例］
ここで、ポイント情報の検出手法の一例について、図３〜５を参照して説明する。
二次元電気泳動画像は、ピクセルを構成単位とするデータであって、ピクセル毎に画像の色や明るさの濃度を示す濃度値（すなわち画素値（あるいは輝度値））によって示される情報である。本実施形態において、ポイント情報は、外部検出装置２００によって検出され、データ解析装置１００に入力される。
この外部検出装置２００は、例えば、二次元電気泳動画像において、隣り合うすべてのピクセルの濃度値よりも大きい濃度値を有するピクセルをポイントの中心位置として検出する。また、外部検出装置２００は、本実施形態において、検出した各ポイントにおいて濃度値が最も高いピクセルを、ポイントの中心位置として検出する。
例えば、二次元電気泳動画像内における各ピクセルの濃度値の関係を、図３に示す。図３は、二次元電気泳動画像内における各ピクセルの濃度値の関係の一例を示すグラフである。図３において、横軸は同一の行あるいは同一の列のピクセルを示しており、縦軸は各ピクセルの濃度値を示している。なお、実際の二次元電気泳動画像は、Ｘ（行）方向とＹ（列）方向に複数のピクセルがマトリックス状に広がる二次元画像であるが、図３〜５では説明のため、グラフの横軸に１行あるいは１列のピクセルのみを示す。
【００３３】
この外部検出装置２００は、各ピクセルの濃度値に基づき、図３に示すようなピーク値の位置を検出する。このピーク値の位置は、二次元電気泳動画像内における座標Ｐ（Ｐｘ，Ｐｙ）によって表わすことができる。図３に示す例において、ピーク値１の位置（ポイントの中心位置）は、例えば、ポイント位置Ｐ１（Ｐｘ１，Ｐｙ１）である。ピーク値２の位置（ポイントの中心位置）は、例えば、ポイント位置Ｐ２（Ｐｘ２，Ｐｙ２）である。
【００３４】
次に、外部検出装置２００は、検出されたピーク値の位置ごとに、ガウス関数と二次元電気泳動画像の濃度値との間で最小二乗法によるフィッティングを行い、ガウス関数のパラメータを決定する。このとき、外部検出装置２００は、ガウス関数の中心位置と二次元電気泳動画像のピーク位置とを一致させてフィッティングを行う。例えば、フィッティングを行ったものを図４に示す。図４は、ガウス関数の中心位置と二次元電気泳動画像のピーク位置とを一致させてフィッティングを行ったものの一例を示すグラフである。この図４に示すグラフでは、図３に示す値に重畳して、各ピーク値に対応するガウス関数を表示している。
外部検出装置２００は、決定したガウス関数のパラメータのうち、ガウス関数の広がりを表すパラメータの値を用いてポイントにあたる画像領域を決定する。なお、ガウス関数の広がりとは、ピーク値を中心としてピクセル方向のパラメータの広がりを表わす。本実施形態において、外部検出装置２００は、ガウス関数の広がりを表すパラメータの値をｊ倍した値を半径としポイント位置を中心とする楕円の内部をポイントにあたる画像領域と決定する。このポイントにあたる画像領域を、図５に示す。図５は、ポイントにあたる画像領域の一例を示す図である。
【００３５】
ここで、本実施形態に係るガウス関数の広がりとポイントにあたる画像領域の決定例について、具体的に説明する。
ガウス関数は、次式で表わすことができる。
【００３６】
【数１】
2013221839.tif 000003
【００３７】
なお、式（１）において、ｃがガウス関数の広がりを表す値である。ａはピーク高さ（濃度値）、ｂはピーク位置の座標（ピクセル）を示す。これらａ〜ｃを図に示すと、図４に示す通りとなる。図示の通り、このガウス関数の広がりｃの値は、ガウス関数の変曲点のｘ座標とピーク座標の間の距離である。
【００３８】
さらに、ガウス関数の広がりがｃの値になるときのｙの値（つまり、ｘ＝ｂ＋ｃのときのｙの値）は次のように計算することができる。
【００３９】
【数２】
2013221839.tif 000004
【００４０】
よって、例えば、ガウス関数のピーク高さの約０．６０６５倍の高さにおけるガウス関数の幅がｃの値となる。この場合、変曲点のｘ座標値［ピクセル］は（ｂ＋ｃ）、変曲点のｙ座標値［濃度値］はガウス関数のピーク値ａ×約０．６０６５である。
なお、式（１）と式（２）において、ｘは、図３〜５の横軸である二次元電気泳動画像の位置（ピクセル）を示す。ｙは、図３〜５の縦軸である二次元電気泳動画像の各画素における濃度値を示す。
【００４１】
本実施形態において、外部検出装置２００は、このようにして算出されるガウス関数の広がりを表すパラメータの値ｃをｊ倍した値を半径としポイント位置を中心とする楕円の内部をポイントにあたる画像領域と決定している。このｊの値は、ポイント領域があまり狭くなく、かつ隣のポイントがあまり含まれない程度のポイント領域の大きさになるように経験的に決められる値である。
ｊの値は、０以下であるとポイントの領域がとれなくなる。また、ガウス関数がピーク位置から離れるに従いガウス関数の値は小さくなる。このため、ｊの値は、あまりに大きい値にしても、ポイント領域を巨大にしてしまい、隣のポイントまで含まれてしまう可能性がある。よって、ｊの値は、０より大きく、隣のポイントまで含まれない程度の値であることが好ましい。本実施形態において、ｊの値を約１．６６５とすることで、隣のポイントまで含まれない程度の適当なポイント領域の大きさを決定することができる。
【００４２】
このようにして、外部検出装置２００は、測定データである二次元電気泳動画像に基づき、ポイントにあたる画像領域を例えばポイント位置の座標Ｐ（Ｐｘ，Ｐｙ）で示すポイント位置情報と、各ポイントを識別するために割り当てられる固有の情報であるポイント識別情報とをそれぞれ対応付けるポイント情報を検出する。ポイント情報は、ひとつの二次元電気泳動画像について例えばひとつ以上が対応している。
【００４３】
［ＳＤＳ−ＰＡＧＥの泳動時間と印加電圧の情報の検出手法の一例］
次に、ＳＤＳ−ＰＡＧＥの泳動時間と印加電圧の情報の検出手法の一例について、図６〜図７を参照して説明する。
図６は、二次元電気泳動で、ＳＤＳ−ＰＡＧＥを行う電気泳動装置６００の構成を示す断面図である。
電気泳動装置６００は、第１絶縁物６１０と第２絶縁物６１１とに挟まれたゲル６０１を備えており、ゲル６０１は第１開口部６２０および第２開口部６２１において外部と接触可能である。
第１開口部６２０および第２開口部６２１は、第１緩衝液槽６３０および第２緩衝液槽６３１にそれぞれ面している。電気泳動を実行するために、第１緩衝液槽６３０および第２緩衝液槽６３１には、第１緩衝液および第２緩衝液がそれぞれ充填される。第１緩衝液槽６３０および第２緩衝液槽６３１には第１電極６４０および第２電極６４１が設けられており、第１電極６４０および第２電極６４１は配線６６０により電源６５０と接続されている。第１電極６４０および第２電極６４１を介して電源６５０によってゲル６０１に電圧が印加されると、サンプルが第１開口部６２０から第２開口部６２１に向かって展開／分離される。
一次元目方向への分離である等電点電気泳動により分離されたサンプルを含む一次元目ゲル（図示せず）は、ゲル６０１の第１開口部６２０に接着された後にゲル６０１にて分離される。さらに、電気泳動装置６００は、電気泳動中に印加される電圧値を測定するため、電圧計６７０を備えている。
【００４４】
図７には、電気泳動装置６００の制御ブロック図を示している。電気泳動装置６００は、電気泳動を適切に制御するための制御手段７００を備える。制御手段７００は、電気泳動を首尾よく行うために、電圧印加手段７０１に制御信号を出力するとともに、電圧計７０２からの情報を入力する。
制御手段７００は、電圧印加開始時刻と電圧印加終了時刻から泳動時間を算出し、データ解析装置１００に出力する。さらに、制御手段７００は、電圧計７０２により単位時間ごとに印加電圧を測定し、データ解析装置１００に出力する。
【００４５】
［ポイント対応付け手法の一例］
次に、データ解析装置１００が、複数の二次元電気泳動画像の間においてそれぞれ対応するポイント同士の対応付けを行うためのポイント対応付け処理の処理フローの一例について、図８を参照して、以下説明する。
図８は、本実施形態に係るデータ解析装置１００が、複数の測定データである二次元電気泳動画像間においてそれぞれ対応するポイント同士の対応付けを行うまでの流れを示すフローチャートである。
（ステップＳＴ２０１）
入力装置１０２に対して、ユーザから、測定データである二次元電気泳動画像における各ポイントの対応付けを行う処理（ポイント対応付け処理）の実行指示が入力されると、入力装置１０２は、実行指示を示す情報を、制御装置１０１、データ処理装置１０３および外部記憶装置１０５に出力する。
入力装置１０２から実行指示を示す情報を受けた外部記憶装置１０５は、自身が保持している二次元電気泳動画像、ポイント情報、およびＳＤＳ−ＰＡＧＥの泳動時間と印加電圧の情報とを、データ格納部１４１に出力する。そして、データ格納部１４１は、この二次元電気泳動画像、ポイント情報、およびＳＤＳ−ＰＡＧＥの泳動時間と印加電圧の情報とを格納する。
【００４６】
（ステップＳＴ２０２）
また、上述の通り、入力装置１０２は、実行指示を示す情報を、データ処理装置１０３の基準画像選択部１３１にも出力している。この基準画像選択部１３１は、入力装置１０２から実行指示を示す情報を入力すると、データ格納部１４１から二次元電気泳動画像を読み込む。
【００４７】
（ステップＳＴ２０３）
基準画像選択部１３１は、読み込んだ二次元電気泳動画像の中から基準画像を選択する。本実施形態において、基準画像選択部１３１は、ｎ枚の二次元電気泳動画像のうち、対応付けられているポイント情報に含まれるポイント識別情報の数が最も多い画像を基準画像として選択する。つまり、基準画像選択部１３１は、最も多くのポイントを含む二次元電気泳動画像（測定データ）を、基準画像として選択する。なお、ポイントが最も多い二次元電気泳動画像が複数枚存在する場合、基準画像選択部１３１は、これらの二次元電気泳動画像の中から任意の画像を選択する。
この基準画像選択部１３１は、基準画像として選択された二次元電気泳動画像が基準画像として選択された画像であることを示す情報を、基準画像情報格納部１４２に格納する。例えば、基準画像選択部１３１は、基準画像として選択した二次元電気泳動画像を識別する画像識別情報（画像ＩＤ）を、基準画像情報格納部１４２に格納する。
なお、この基準画像選択部１３１は、入力装置１０２を介して入力するユーザからの指示に従い、ユーザが指定した二次元電気泳動画像を基準画像として選択するものであってもよい。また、制御装置１０１が予め決められた条件を満たす二次元電気泳動画像を基準画像として選択するように、基準画像選択部１３１を制御するものであってもよい。
【００４８】
さらに、基準画像選択部１３１は、基準画像の選択を終了したことを示す情報を、データ補正部１３２に出力する。基準画像選択部１３１から基準画像の選択を終了したことを示す情報を受けたデータ補正部１３２は、データ格納部１４１から二次元電気泳動画像、ポイント情報、およびＳＤＳ−ＰＡＧＥの泳動時間と印加電圧の情報を読み込み、基準画像情報格納部１４２から基準画像を示す画像識別情報を読み込む。
【００４９】
（ステップＳＴ２０４）
データ補正部１３２は、二次元電気泳動画像について、ＳＤＳ−ＰＡＧＥの泳動時間と印加電圧の情報に基づいて拡大または縮小処理（以下、拡大縮小処理という）を行う。なお、データ補正部１３２による二次元電気泳動画像の拡大縮小処理については、図９を参照して、後述する。
ここで簡単に説明すると、データ補正部１３２が、基準画像を測定したときのＳＤＳ−ＰＡＧＥの泳動時間と印加電圧の情報と、基準画像以外の二次元電気泳動画像（以下、スレーブ画像という）を測定したときのＳＤＳ−ＰＡＧＥの泳動時間と印加電圧の情報とを比較して、スレーブ画像を拡大縮小処理する。さらに、スレーブ画像の拡大または縮小画像（以下、拡大縮小画像という）でのポイント位置に一致するように、スレーブ画像のポイント情報に含まれるポイント位置情報を変換する。  ＳＤＳ−ＰＡＧＥでは、泳動時間が長いほど、または印加電圧が高いほど、ポイントの泳動距離が長くなる。したがって、例えば、基準画像を測定したときのＳＤＳ−ＰＡＧＥの泳動時間と比べ、スレーブ画像を測定したときのＳＤＳ−ＰＡＧＥの泳動時間が長い場合は、スレーブ画像では、ＳＤＳ−ＰＡＧＥでの泳動方向、すなわち分子量方向（図２でのＹ軸方向）において、ポイントの泳動距離が長くなる。これにより、スレーブ画像では、基準画像と比べて、画像が分子量方向に伸びた画像になる。逆に、例えば、基準画像を測定したときのＳＤＳ−ＰＡＧＥの泳動時間と比べ、スレーブ画像を測定したときのＳＤＳ−ＰＡＧＥの泳動時間が短い場合は、スレーブ画像では、分子量方向において、ポイントの泳動距離が短くなる。これにより、スレーブ画像では、基準画像と比べて、画像が分子量方向に縮んだ画像になる。また、例えば、基準画像を測定したときのＳＤＳ−ＰＡＧＥの印加電圧と比べ、スレーブ画像を測定したときのＳＤＳ−ＰＡＧＥの印加電圧が高い場合は、スレーブ画像では、分子量方向において、ポイントの泳動距離が長くなる。これにより、スレーブ画像では、基準画像と比べて、画像が分子量方向に伸びた画像になる。逆に、例えば、基準画像を測定したときのＳＤＳ−ＰＡＧＥの印加電圧と比べ、スレーブ画像を測定したときのＳＤＳ−ＰＡＧＥの印加電圧が低い場合は、スレーブ画像では、分子量方向において、ポイントの泳動距離が短くなる。これにより、スレーブ画像では、基準画像と比べて、画像が分子量方向に縮んだ画像になる。
【００５０】
以上のように、基準画像を測定したときのＳＤＳ−ＰＡＧＥの泳動時間または印加電圧と、スレーブ画像を測定したときのＳＤＳ−ＰＡＧＥの泳動時間または印加電圧が異なると、基準画像とスレーブ画像との間で対応するポイントの位置が異なってくる。このポイント位置の相違を補正するため、基準画像を測定したときのＳＤＳ−ＰＡＧＥの泳動時間と印加電圧の情報と、スレーブ画像を測定したときのＳＤＳ−ＰＡＧＥの泳動時間と印加電圧の情報とを比較して、スレーブ画像の拡大縮小処理を行う。例えば、基準画像を測定したときのＳＤＳ−ＰＡＧＥの泳動時間と比べ、スレーブ画像を測定したときのＳＤＳ−ＰＡＧＥの泳動時間が長い場合は、スレーブ画像を分子量方向において縮小する。逆に、例えば、基準画像を測定したときのＳＤＳ−ＰＡＧＥの泳動時間と比べ、スレーブ画像を測定したときのＳＤＳ−ＰＡＧＥの泳動時間が短い場合は、スレーブ画像を分子量方向において拡大する。また、例えば、基準画像を測定したときのＳＤＳ−ＰＡＧＥの印加電圧と比べ、スレーブ画像を測定したときのＳＤＳ−ＰＡＧＥの印加電圧が高い場合は、スレーブ画像を分子量方向において縮小する。逆に、例えば、基準画像を測定したときのＳＤＳ−ＰＡＧＥの印加電圧と比べ、スレーブ画像を測定したときのＳＤＳ−ＰＡＧＥの印加電圧が低い場合は、スレーブ画像を分子量方向において拡大する。
【００５１】
さらに、スレーブ画像の拡大縮小の割合に合わせて、スレーブ画像のポイント情報に含まれるポイント位置情報における分子量方向での位置、すなわちＹ座標を変換する。  データ補正部１３２は、作成したスレーブ画像の拡大縮小画像および変換後のポイント情報を、補正データ格納部１４３に格納する。
さらに、データ補正部１３２は、スレーブ画像の拡大縮小処理が終了したことを示す情報を、対応ポイント検出部１３３に出力する。データ補正部１３２からスレーブ画像の拡大縮小処理が終了したことを示す情報を受けた対応ポイント検出部１３３は、データ格納部１４１から基準画像およびポイント情報を読み込み、基準画像情報格納部１４２から基準画像を示す画像識別情報を読み込み、補正データ格納部１４３からスレーブ画像の拡大縮小画像および変換後のポイント情報を読み込む。
【００５２】
（ステップＳＴ２０５）
対応ポイント検出部１３３は、二次元電気泳動画像間において対応するポイント同士を検出し、これらの対応付けを行う。なお、対応ポイント検出部１３３によるポイント同士の対応付けの詳細については後述する。
ここで簡単に説明すると、対応ポイント検出部１３３は、データ格納部１４１に格納されている基準画像と、補正データ格納部１４３に格納されているスレーブ画像の拡大縮小画像とを比較して、スレーブ画像の拡大縮小画像内に存在するポイントと、これに対応する基準画像内のポイントとの対応付けを行う。例えば、この対応ポイント検出部１３３は、基準画像に出現しているポイントと、スレーブ画像の拡大縮小画像に出現しているポイント間の距離に基づいて、基準画像において当該スレーブ画像の拡大縮小画像内のポイントと対応する出現位置にあるポイントとを対応付けた情報（以下、ポイント対応付け情報という）を作成する。このポイント対応付け情報とは、それぞれ対応するスレーブ画像の拡大縮小画像内のポイントのポイント識別情報と基準画像内のポイントのポイント識別情報とを対応付けた情報である。  本実施形態において、対応ポイント検出部１３３は、測定データにおけるポイントの出現位置が異なる測定データ間においてポイント間距離をポイント情報に基づき算出し、ポイント間距離に基づきポイント同士を対応付けたポイント対応付け情報を作成している。
そして、対応ポイント検出部１３３は、作成したポイント対応付け情報を、出力装置１０６に出力する。
【００５３】
出力装置１０６は、対応ポイント検出部１３３から入力するポイント対応付け情報に基づき、最終的な二次元電気泳動画像間におけるポイントの対応付け結果を出力する。これにより、ユーザは、最終的な二次元電気泳動画像間におけるポイントの対応付け結果を確認することができる。
【００５４】
なお、上述の実施形態では、データ解析装置１００が、最終的な二次元電気泳動画像間におけるポイント同士の対応付け結果を出力装置１０６に出力する一例について説明したが、本発明は、特にこれに限定されるわけではない。例えば、基準画像選択部１３１による基準画像選択処理の結果と、データ補正部１３２によるスレーブ画像の拡大縮小処理の結果と、対応ポイント検出部１３３による二次元電気泳動画像間におけるポイントの対応付け処理の結果が、それぞれ、出力部１０６を介してユーザに出力されるような構成であってもよい。
【００５５】
次に、データ解析装置１００の各構成部による各処理の詳細について説明する。
［基準画像選択部１３１による基準画像選択処理］
以下では、基準画像選択部１３１による複数の二次元電気泳動画像の中から一枚だけ基準画像を選択する基準画像選択処理の一例について、詳しく説明する。なお、この基準画像選択処理は、図８のステップＳＴ２０３に対応する処理である。
上述のステップＳＴ２０１とＳＴ２０２において説明したとおり、基準画像選択部１３１は、入力装置１０２から二次元電気泳動画像におけるポイント同士の対応付けを行う処理の実行指示を受けると、データ格納部１４１から二次元電気泳動画像を読み込む。基準画像選択部１３１は、読み込んだ全ての二次元電気泳動画像を出力装置１０６に出力する。この出力装置１０６は、この全ての二次元電気泳動画像を出力し、ユーザに提示する。ユーザは、提示された二次元電気泳動画像に基づき、入力装置１０２を介して基準画像を選択し、ユーザが選択した二次元電気泳動画像が基準画像であることを示す情報を入力装置１０２に入力する。例えば、ユーザは、入力装置１０２であるマウスやポインティングデバイスを用いて、二次元電気泳動画像を選択する。本実施形態において、基準画像はポイントの数が最も多い二次元電気泳動画像であって、ユーザによって、この基準画像に該当する二次元電気泳動画像が選択される。
このとき、基準画像として選択できる画像は一枚のみである。このようにして選択された基準画像の画像識別情報は、基準画像選択部１３１によって基準画像情報格納部１４２に格納される。
【００５６】
［データ補正部１３２による画像の拡大縮小処理］
続いて、データ補正部１３２による二次元電気泳動画像における画像の拡大縮小処理について、図９を参照して詳しく説明する。図９は、データ補正部１３２が二次元電気泳動画像の拡大縮小処理を行う流れの一例を示すフローチャートである。なお、この画像の拡大縮小処理は、図８のステップＳＴ２０４に対応する処理である。
（ステップＳＴ３０１）
まず、データ補正部１３２では、基準画像選択部１３１から基準画像の選択を終了したことを示す情報を受けると、データ格納部１４１から二次元電気泳動画像、ポイント情報、およびＳＤＳ−ＰＡＧＥの泳動時間と印加電圧の情報とを読み込むとともに、基準画像情報格納部１４２から基準画像を示す画像識別情報を読み込む。
データ補正部１３２は、読み込んだ基準画像の画像識別情報に基づき、二次元電気泳動画像、ポイント情報、ＳＤＳ−ＰＡＧＥの泳動時間と印加電圧の情報を、基準画像、ポイント情報、ＳＤＳ−ＰＡＧＥの泳動時間と印加電圧の情報、と基準画像以外のスレーブ画像、ポイント情報、ＳＤＳ−ＰＡＧＥの泳動時間と印加電圧の情報、とに分ける。そして、データ補正部１３２は、基準画像以外のスレーブ画像を拡大縮小処理する。さらに、データ補正部１３２は、スレーブ画像の拡大縮小画像でのポイント位置に一致するように、スレーブ画像のポイント情報に含まれるポイント位置情報を変換する。
【００５７】
（ステップＳＴ３０２）
このデータ補正部１３２は、画像の拡大縮小処理において、まずＳＤＳ−ＰＡＧＥの泳動時間と印加電圧の情報に基づき画像の拡大率または縮小率（以下、拡大縮小率という）を算出する。具体的に説明すると、データ補正部１３２は、基準画像を測定したときのＳＤＳ−ＰＡＧＥの泳動時間と印加電圧の情報から、基準画像を測定したときのＳＤＳ−ＰＡＧＥの総印加電圧を算出する。さらに、スレーブ画像を測定したときのＳＤＳ−ＰＡＧＥの泳動時間と印加電圧の情報から、スレーブ画像を測定したときのＳＤＳ−ＰＡＧＥの総印加電圧を算出する。そして、基準画像を測定したときのＳＤＳ−ＰＡＧＥの総印加電圧と、スレーブ画像を測定したときのＳＤＳ−ＰＡＧＥの総印加電圧との比を算出し、この総印加電圧の比をスレーブ画像の拡大縮小率とする。
なお、ＳＤＳ−ＰＡＧＥの総印加電圧は以下に示す式（３）に従って算出することができる。
【００５８】
【数３】
2013221839.tif 000005
【００５９】
ここで、式（３）に示すtは時間である。また、tendはＳＤＳ−ＰＡＧＥ終了時の時間である。ｖｔは、時間ｔにおける印加電圧値である。したがって、ＳＤＳ−ＰＡＧＥの総印加電圧とは、ＳＤＳ−ＰＡＧＥの開始から終了までの印加電圧の総和である。  総印加電圧の比は、以下に示す式（４）に従って算出することができる。
【００６０】
【数４】
2013221839.tif 000006
【００６１】
例えば、図１０に、基準画像とスレーブ画像の一例を示す。図１０に示す通り、基準画像１００１にはポイントが３個、スレーブ画像１００２にはポイントが３個、それぞれ存在する。なお、この基準画像１００１の二次元電気泳動画像に対応するポイント情報には、ポイント識別情報ＩＤ１０１１〜ＩＤ１０１３、および基準画像１００１内における位置を示すポイント位置情報がそれぞれ含まれている。それぞれのポイント位置情報には、ポイント識別情報が割り当てられている。
また、スレーブ画像１００２の二次元電気泳動画像に対応するポイント情報には、ポイント識別情報ＩＤ１０２１〜ＩＤ１０２３、およびスレーブ画像１００２内における位置を示すポイント位置情報がそれぞれ含まれている。それぞれのポイント位置情報には、ポイント識別情報が割り当てられている。
ここで、ポイント１０１１〜１０１３、ポイント１０２１〜１０２３のポイントを示すポイント識別情報、およびポイントの位置を示すポイント位置情報は、表１に示すようになっているとする。
【００６２】
【表１】
2013221839.tif 000007
【００６３】
また、基準画像１００１を測定したときのＳＤＳ−ＰＡＧＥの泳動時間は１時間、印加電圧は１００Ｖ、スレーブ画像１００２を測定したときのＳＤＳ−ＰＡＧＥの泳動時間は１．２５時間、印加電圧は１２０Ｖ、であったとする。このときの総印加電圧は、基準画像で、１時間×１００Ｖ＝１００Ｖｈ、スレーブ画像で、１．２５時間×１２０Ｖ＝１５０Ｖｈ、と算出できる。したがって、総印加電圧の比は、１００Ｖｈ÷１５０Ｖｈ＝２／３、と算出できる。よってスレーブ画像の拡大縮小率は２／３となる。
【００６４】
（ステップＳＴ３０３）
次に、データ補正部１３２は、スレーブ画像の拡大縮小率に基づいて、スレーブ画像を拡大縮小処理する。さらに、スレーブ画像の拡大縮小画像でのポイント位置に一致するように、スレーブ画像のポイント情報に含まれるポイント位置情報を変換する。
スレーブ画像の拡大縮小処理は、スレーブ画像においてＳＤＳ−ＰＡＧＥでの泳動方向、すなわち分子量方向（図２でのＹ軸方向）において、拡大縮小処理を行う。スレーブ画像の拡大縮小処理は、二アレストネイバー法、バイリニア法、バイキュービック法、等の一般的な方法により行うことができる。例えば、二アレストネイバー法では以下に示す式（５）によってスレーブ画像の拡大縮小画像を算出できる。
【００６５】
【数５】
2013221839.tif 000008
【００６６】
ここで、式（５）に示すｆ（ｘ，ｙ）はスレーブ画像の拡大縮小画像での座標（ｘ，ｙ）における画素値であり、ｇ（ｘ，ｙ）は拡大縮小前のスレーブ画像での座標（ｘ，ｙ）における画素値である。また、ａは拡大縮小率である。記号［  ］は小数部分の切捨てを表す。
スレーブ画像の拡大縮小画像でのポイント位置に一致するように、スレーブ画像のポイント情報に含まれるポイント位置情報を変換する方法については、スレーブ画像のポイント位置情報のｙ座標を、以下に示す式（６）により変換する。
【００６７】
【数６】
2013221839.tif 000009
【００６８】
ここで、式（６）に示すｙ１は変換後のｙ座標であり、ｙ２は変換前のｙ座標である。また、ａは拡大縮小率である。記号［  ］は小数部分の切捨てを表す。つまり、式（６）中の［（ａ×ｙ２）＋０．５］部分は、（ａ×ｙ２）の値を四捨五入することを意味している。
図１０を例に、具体例で説明する。図１０の画像の場合、ステップＳＴ３０２によりスレーブ画像の拡大縮小率は２／３と算出された。したがって、スレーブ画像の拡大縮小は、式（５）に従い、例えばスレーブ画像の拡大縮小画像での座標（１００，１００）の画素値ｆ（１００，１００）は、以下の式（７）のようになる。
【００６９】
【数７】
2013221839.tif 000010
【００７０】
つまり、例えば、スレーブ画像の拡大縮小画像での座標（１００，１００）の画素値ｆ（１００，１００）は、拡大縮小前のスレーブ画像での座標（１００，１５０）の画素値と同じ値になる。
また、スレーブ画像のポイント情報に含まれるポイント位置情報の変換については、次のようになる。図１０に示すスレーブ画像１００２に存在するポイントのポイント位置情報は、表１に示すようになっている。この場合、式（６）に従い、スレーブ画像のポイント位置情報は以下の表２のように変換される。
【００７１】
【表２】
2013221839.tif 000011
【００７２】
このようにして、データ補正部１３２は、拡大縮小率に基づいてスレーブ画像の拡大縮小処理を行い、さらにスレーブ画像のポイント情報に含まれるポイント位置情報を変換する。
スレーブ画像の拡大縮小画像と、変換後のポイント情報は、データ補正部１３２によって補正データ格納部１４３に格納される。  ここで、データ補正部１３２は、ひとつのスレーブ画像における拡大縮小処理とそのポイント位置情報の変換を終了すると、基準画像以外のスレーブ画像の中からまだ拡大縮小処理とポイント位置情報の変換を行っていないひとつのスレーブ画像を選択し、新たなスレーブ画像において拡大縮小処理とそのポイント位置情報の変換を開始する。
この際、データ補正部１３２がすべてのスレーブ画像について拡大縮小処理とそのポイント位置情報の変換をし終えるために、例えば、データ補正部１３２が、基準画像以外のスレーブ画像の数をカウントするカウンタ機能を備えても良い。具体的には、基準画像選択部１３１が、読み込んだ二次元電気泳動画像のうち、基準画像以外のスレーブ画像に対して１から順番に番号を割り振っておく。基準画像選択部１３１による基準画像の選択が完了すると、データ補正部１３２は、カウンタがカウントする値を１に設定して初期化し、基準画像の二次元電気泳動画像、そのポイント情報、ＳＤＳ−ＰＡＧＥの泳動時間と印加電圧の情報、および基準画像以外のスレーブ画像の中で１番目のスレーブ画像の二次元電気泳動画像、そのポイント情報、およびＳＤＳ−ＰＡＧＥの泳動時間と印加電圧の情報とをデータ格納部１４１から読み出す。そして、データ補正部１３２は、基準画像以外のスレーブ画像の中で１番目のスレーブ画像の拡大縮小処理とそのポイント位置情報の変換が終了すると、カウンタがカウントする値を１つ上げ、基準画像以外のスレーブ画像の中で２番目のスレーブ画像の二次元電気泳動画像、そのポイント情報、およびＳＤＳ−ＰＡＧＥの泳動時間と印加電圧の情報とをデータ格納部１４１から読み出すようにする。このように、カウンタはポイント対応付け処理が終了したスレーブ画像の数に応じて順にカウントの値を上げていき、カウントの値が所定の数ｎ−１になった場合に、データ補正部１３２が作業を終了するような構成にすると良い。
【００７３】
［対応ポイント検出部１３３による対応ポイントの検出処理］
最後に、対応ポイント検出部１３３による各ポイントの対応付け処理について、図１１を参照して詳しく説明する。図１１は、対応ポイント検出部１３３が各ポイントの対応付けをするまでの流れを示すフローチャートである。なお、この対応付け処理は、図８のステップＳＴ２０５に対応する処理である。
（ステップＳＴ４０１）
まず、対応ポイント検出部１３３では、データ補正部１３２からスレーブ画像の拡大縮小処理が終了したことを示す情報を受けると、基準画像情報格納部１４２から基準画像を示す画像識別情報を読み込み、この基準画像を示す画像識別情報に基づきデータ格納部１４１から基準画像およびポイント情報を読み込み、補正データ格納部１４３からスレーブ画像の拡大縮小画像および変換後のポイント情報を読み込む。そして、対応ポイント検出部１３３は、基準画像以外のスレーブ画像の拡大縮小画像の中から一枚のスレーブ画像の拡大縮小画像を選択し、基準画像のポイントに対して基準画像以外のスレーブ画像の拡大縮小画像の中から選択した一枚のスレーブ画像の拡大縮小画像のポイントと、基準画像に含まれる出現位置が対応するポイントとを対応付けていく。
【００７４】
（ステップＳＴ４０２）
この対応ポイント検出部１３３は、ポイントの対応付けにおいて、まず基準画像のポイントとスレーブ画像の拡大縮小画像のポイント間でのポイント間距離を算出する。具体的に説明すると、対応ポイント検出部１３３は、基準画像のポイントとスレーブ画像の拡大縮小画像のポイント間における全ての組み合わせを示す対応表データを生成する。そして、対応ポイント検出部１３３は、それぞれの組み合わせにおける各ポイント間の距離を算出する。
例えば、図１２に、基準画像とスレーブ画像の拡大縮小画像の一例を示す。図１２に示す通り、基準画像１２０１にはポイント３個が、スレーブ画像の拡大縮小画像１２０２にはポイント３個が、それぞれ存在するとする。なお、この基準画像１２０１の二次元電気泳動画像に対応するポイント情報には、ポイント識別情報ＩＤ１２１１〜ＩＤ１２１３、および基準画像１２０１内における位置を示すポイント位置情報がそれぞれ含まれている。それぞれのポイント位置情報には、ポイント識別情報が割り当てられている。
また、スレーブ画像の拡大縮小画像１２０２の二次元電気泳動画像に対応するポイント情報には、ポイント識別情報ＩＤ１２２１〜ＩＤ１２２３、およびスレーブ画像の拡大縮小画像１２０２内における位置を示すポイント位置情報がそれぞれ含まれている。それぞれのポイント位置情報には、ポイント識別情報が割り当てられている。
ここで、ポイント位置情報の例として、ポイント１２１１〜１２１３、１２２１〜１２２３は以下の表３に示すようになっているとする。
【００７５】
【表３】
2013221839.tif 000012
【００７６】
この場合、対応ポイント検出部１３３は、基準画像１２０１のポイント１２１１〜１２１３とスレーブ画像の拡大縮小画像１２０２のポイント１２２１〜１２２３間における全ての組み合わせを示す対応表データとして、次の表４に示すような対応表を示すデータを生成する。そして、対応ポイント検出部１３３は、それぞれのポイント同士の組み合わせについて、表４に示すようなポイント間距離を算出する。
【００７７】
【表４】
2013221839.tif 000013
【００７８】
なお、対応ポイント検出部１３３は、以下に示す式（８）の計算式に従って、各ポイント間の距離を算出する。
【００７９】
【数８】
2013221839.tif 000014
【００８０】
ここで式（８）に示すｌはポイント間距離である。また、ｘ１、ｙ１は基準画像のポイントのｘ座標とｙ座標、ｘ２、ｙ２はスレーブ画像の拡大縮小画像のポイントのｘ座標とｙ座標である。
【００８１】
（ステップＳＴ４０３）
次に、対応ポイント検出部１３３は、ポイント間距離に基づいて、スレーブ画像の拡大縮小画像のポイントごとに、ポイント間距離が最小となる基準画像のポイントを１つ選択し、それぞれを対応付けてポイント対応付け情報を作成する。
表４の場合で説明すると、スレーブ画像の拡大縮小画像１２０２のポイント１２２１は、基準画像１２０１のポイント１２１１〜１２１３のそれぞれとの間でポイント間距離が対応ポイント検出部１３３によって算出されている。このうちポイント間距離が最小なのは、ポイント１２２１とポイント１２１１との組み合わせの場合である。したがって、対応ポイント検出部１３３は、スレーブ画像の拡大縮小画像１２０２のポイント１２２１のポイント識別情報と、基準画像１２０１のポイント１２１１のポイント識別情報とを対応付けて、ポイント対応付け情報に書き込む。同様に、対応ポイント検出部１３３は、スレーブ画像の拡大縮小画像１２０１のポイント１２２２、１２２３についても対応付けを行う。表４に示す例において、対応ポイント検出部１３３は、スレーブ画像の拡大縮小画像１２０２のポイント１２２２と、基準画像１２０１のポイント１２１２とを対応付ける。また、対応ポイント検出部１３３は、スレーブ画像の拡大縮小画像１２０２のポイント１２２３と、基準画像１２０１のポイント１２１３とを対応付ける。
【００８２】
このようにして、対応ポイント検出部１３３は、スレーブ画像の拡大縮小画像１２０２の全てのポイント１２２１〜１２２３について、ポイント間距離が最小となる基準画像１２０１のポイント１２１１〜１２１３のいずれか１つを対応づけ、これらの対応関係を示すポイント対応付け情報を生成する。
以上のようにして、対応ポイント検出部１３３による基準画像とスレーブ画像の拡大縮小画像間におけるポイントの対応付けが行われる。対応付け結果は、対応ポイント検出部１３３によって出力装置１０６に出力される。
【００８３】
ここで、対応ポイント検出部１３３は、基準画像とひとつのスレーブ画像の拡大縮小画像との間のポイントの対応付けを終了すると、基準画像以外のスレーブ画像の拡大縮小画像の中からまだ対応付けを行っていない他のスレーブ画像の拡大縮小画像を新たなスレーブ画像の拡大縮小画像として、基準画像と新たなスレーブ画像の拡大縮小画像との間でポイントの対応付け処理を開始する。
この際、対応ポイント検出部１３３がすべての画像についてポイントの対応付けをし終えるために、例えば、対応ポイント検出部１３３に基準画像以外のスレーブ画像の拡大縮小画像の数をカウントするカウンタ機能を備えても良い。具体的に説明すると、対応ポイント検出部１３３は、データ補正部１３２が補正データ格納部１４３に格納したスレーブ画像の拡大縮小画像に対して１から順番に番号を割り振っておく。そして、対応ポイント検出部１３３は、データ補正部１３２からスレーブ画像の拡大縮小処理が終了したことを示す情報を受けると、対応ポイント検出部１３３は、カウンタの値を１に設定して初期化し、基準画像情報格納部１４２から基準画像を示す画像識別情報を読み込み、この基準画像を示す画像識別情報に基づきデータ格納部１４１から基準画像およびポイント情報を読み込み、補正データ格納部１４３からスレーブ画像の拡大縮小画像および変換後のポイント情報を読み込む構成にしてもよい。
そして、基準画像以外のスレーブ画像の拡大縮小画像の中で１番目のスレーブ画像の拡大縮小画像に対するポイントの対応付けが終了すると、カウンタがカウントした値を１つ上げる。そして、対応ポイント検出部１３３は、基準画像以外のスレーブ画像の拡大縮小画像の中で２番目のスレーブ画像の拡大縮小画像およびその変換後のポイント情報を補正データ格納部１４３から読み込む。このように、対応ポイント検出部１３３は、ポイントの対応付け処理を行った順番にカウンタがカウントした値を上げていく。カウンタがカウントした値が予め決められた数ｎ−１になった場合に、対応ポイント検出部１３３が作業を終了するような構成にすると良い。
【００８４】
以上のように、本実施形態に係るデータ解析装置１００は、基準画像以外のスレーブ画像について、ＳＤＳ−ＰＡＧＥの泳動時間と印加電圧の情報に基づいて拡大または縮小処理を行う。さらに、スレーブ画像の拡大縮小画像でのポイント位置に一致するように、スレーブ画像のポイント情報に含まれるポイント位置情報を変換する。その後、複数の二次元電気泳動画像間において基準画像のポイントと全てのスレーブ画像の拡大縮小画像とのポイントの組み合わせを生成し、組み合わせたポイント間における基準画像とスレーブ画像の拡大縮小画像のポイント間距離を算出する。そして、データ解析装置１００の対応ポイント検出部１３３は、算出したポイント間距離に基づいて基準画像のポイントとスレーブ画像の拡大縮小画像のポイントとの対応付けを行う。これにより、本実施形態に係るデータ解析装置１００は、人手によらないで、スレーブ画像の拡大縮小画像に含まれるすべてのポイントを基準画像内のポイントと対応付けることができる。
このように、本実施形態に係るデータ解析装置１００は、ＳＤＳ−ＰＡＧＥの泳動時間と印加電圧の情報に基づいてスレーブ画像を拡大または縮小処理を行い、さらに、スレーブ画像の拡大縮小画像でのポイント位置に一致するようにスレーブ画像のポイント情報に含まれるポイント位置情報を変換することによって、ＳＤＳ−ＰＡＧＥの泳動時間と印加電圧のばらつきに起因する二次元電気泳動画像における分子量方向でのポイント位置のばらつきを補正することができる。さらに、スレーブ画像の拡大縮小画像と変換後のポイント情報を用いて二次元電気泳動画像間において対応するポイント同士を検出し、これらの対応付けを行うことで、ポイントの対応付けの精度を向上させることができる。
【００８５】
［データ解析装置１００の出力装置１０６の表示画面例］
次に、データ解析装置１００の出力装置１０６に表示される表示画像の一例について、図１３および図１４に示す。
例えば、データ補正部１３２が二次元電気泳動画像における画像の拡大縮小処理を行った結果を出力装置１０６に出力する構成にした場合に、ユーザに表示する画像の一例を図１３に示す。図１３は、基準画像および基準画像におけるＳＤＳ−ＰＡＧＥの総印加電圧と基準画像のポイント情報、スレーブ画像およびスレーブ画像におけるＳＤＳ−ＰＡＧＥの総印加電圧とスレーブ画像のポイント情報、スレーブ画像の拡大縮小画像および変換後のポイント情報、が表示されている例である。
図１３に示す例では、基準画像で検出されたポイントは３個あり、それらポイントには００１〜００３のＩＤが付けられている。例えば、図示の通り、００１〜００３のＩＤが付与された３つのポイントが基準画像上に重畳して表示されている。この００１〜００３のＩＤが付与された３つのポイントは、それぞれ、ポイントのピークの位置に対応するピクセルから引き出された引き出し線により表されている。
さらに、図１３に示す例では、スレーブ画像で検出されたポイントは３個あり、それらポイントには１０１〜１０３のＩＤが付けられている。例えば、図示の通り、１０１〜１０３のＩＤが付与された３つのポイントが基準画像上に重畳して表示されている。この１０１〜１０３のＩＤが付与された３つのポイントは、それぞれ、ポイントのピークの位置に対応するピクセルから引き出された引き出し線により表されている。スレーブ画像の拡大縮小画像でも同様に表示されており、スレーブ画像とスレーブ画像の拡大縮小画像間で同じポイントには同じＩＤが付与されている。
なお、ユーザが、図１３に示す、例えば画面内のアイコンをポイント対応付け結果ボタン１３０１に合わせてクリックし、このポイント対応付け結果ボタン１３０１を選択する。これによって、出力装置１０６は、図１３に示す画像に代えて、図１４に示すようなポイント対応付けの結果を示す画像を表示することができる。
【００８６】
例えば、対応ポイント検出部１３３が対応ポイントの検出をした結果を出力装置１０６に出力する構成をデータ解析装置１００に採用した場合、ユーザに表示する画面の一例を図１４に示す。図１４は、基準画像とスレーブ画像の拡大縮小画像と、対応付けたポイントごとにポイント間距離が表示されている例である。
図１４に示す例では、対応付けられたポイントは３個あり、基準画像とスレーブ画像の拡大縮小画像においてそれぞれ対応付けられたポイントには同じＩＤが付けられている。例えば、図示の通り、Ｍ００１〜Ｍ００３のＩＤが付与された３つのポイントが基準画像とスレーブ画像の拡大縮小画像上に重畳して、それぞれ表示されている。なお、このＭ００１〜Ｍ００３のＩＤが付与された３つのポイントは、それぞれ、ポイントのピークの位置に対応するピクセルから引き出された引き出し線により表されている。
ここで、図１４に示す次の画面へと記載されたボタン１４０１をユーザが選択することによって、データ解析装置１００は、次のスレーブ画像と基準画像とのポイントの対応付けを行うことができる。
【００８７】
ところで、以上では、タンパク質の二次元電気泳動画像を用いてポイントを対応付ける例を挙げたが、ＤＮＡまたはＲＮＡ等の生体高分子の二次元電気泳動画像を用いてポイントの対応付けをしても良い。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【００８８】
［プログラムおよび記録媒体］
最後に、データ解析装置１００に含まれている各部は、ハードウェアロジックによって構成すれば良い。または、次のように、ＣＰＵを用いてソフトウェアによって実現しても良い。
すなわち、データ解析装置１００は、各機能を実現するプログラムの命令を実行するＣＰＵ、このプログラムを格納した、上記プログラムを実行可能な形式に展開するＲＡＭ、および上記プログラムと各種データとを格納するメモリ等の記憶装置（記録媒体）を備えている。この構成により、本発明の目的は、所定の記録媒体によっても達成できる。
この記録媒体は、上述した機能を実現するソフトウェアであるデータ解析装置１００のプログラムのプログラムコード（実行形式プログラム，中間コードプログラム，ソースプログラム）をコンピュータで読み取り可能に記録していれば良い。データ解析装置１００に、この記録媒体を供給する。これにより、コンピュータとしてのデータ解析装置１００（またはＣＰＵやＭＰＵ）が、供給された記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し、実行すれば良い。
【００８９】
プログラムコードをデータ解析装置１００に供給する記録媒体は、特定の構造または種類のものに限定されない。すなわちこの記録媒体は、例えば、磁気テープまたはカセットテープ等のテープ系、フロッピー（登録商標）ディスク／ハードディスク等の磁気ディスク、またはＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ／ＢＤ／ＣＤ−Ｒ等の光ディスクを含むディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード系、あるいはマスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ／フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ系等とすることができる。
【００９０】
また、データ解析装置１００を通信ネットワークと接続可能に構成しても、本発明の目的を達成できる。この場合、上記のプログラムコードを、通信ネットワークを介してデータ解析装置１００に供給する。この通信ネットワークはデータ解析装置１００にプログラムコードを供給できるものであれば良く、特定の種類または形態に限定されない。例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、ＬＡＮ、ＩＳＤＮ、ＶＡＮ、ＣＡＴＶ通信網、仮想専用網（Virtual Private Network）、電話回線網、移動体通信網、または衛星通信網等であれば良い。
【００９１】
この通信ネットワークを構成する伝送媒体も、プログラムコードを伝送可能な任意の媒体であれば良く、特定の構成または種類のものに限定されない。例えば、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ、電力線搬送、ケーブルＴＶ回線、電話線、またはＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）回線等の有線でも、ＩｒＤＡまたはリモコンのような赤外線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、８０２．１１無線、ＨＤＲ、携帯電話網、衛星回線、または地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。
【００９２】
以上、この発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【実施例】
【００９３】
以下、実施例を用いて本発明を更に説明する。
実施例ではサンプルに蛍光標識したマウス肝臓可溶性画分を用いた。このサンプルを用い、二次元電気泳動におけるＳＤＳ−ＰＡＧＥの泳動時間または印加電圧を変化させ二次元電気泳動を行った。この二次元電気泳動の結果である二次元電気泳動画像を用いて、本発明の実施形態において説明した手法を用いて、対応ポイントの対応付けを行った。
【００９４】
（一次元目電気泳動）
一次元目電気泳動である等電点電気泳動は次のように行った。
一次元目のゲルとしてｐＨ３−１０のｐＨ勾配固定化ゲルを使用した。この一次元目のゲルにサンプルを導入した後、電圧を印加し電気泳動を行った。電圧印加条件は、２００Ｖで３０分間電圧印加した後、３０分間かけて１０００Ｖに昇圧し、さらに１０００Ｖで１０分間電圧印加後、３０時間かけて５０００Ｖに昇圧し、５０００Ｖで１０分間電圧印加した。
（二次元目電気泳動）
二次元目電気泳動であるＳＤＳ−ＰＡＧＥは次のように行った。
二次元目ゲルとして濃度が１０％のアクリルアミドゲルを用いた。電圧印加条件は、電圧を固定して泳動時間を変化させたもの、および泳動時間を固定して電圧を変化させたもの、の２種類で行った。電圧を固定して泳動時間を変化させたものは、印加電圧を１５０Ｖで固定し、泳動時間を１０分間、２０分間、３０分間、４０分間、の４条件で行った。泳動時間を固定して電圧を変化させたものは、泳動時間を３０分間で固定し、印加電圧を５０Ｖ、１００Ｖ、１５０Ｖ、２００Ｖ、の４条件で行った。
【００９５】
（画像化）
ＳＤＳ−ＰＡＧＥ後、ゲルを取り出し蛍光スキャナで観察した。蛍光色素で染色されているサンプルを用いて二次元電気泳動を行っているため、電気泳動によるタンパク質の分離結果を蛍光スキャナで観察することができる。印加電圧を固定して泳動時間を変化させたときのそれぞれの二次元電気泳動画像を図１５に、泳動時間を固定して印加電圧を変化させたときのそれぞれの二次元電気泳動画像を図１６に示す。
【００９６】
（ＳＤＳ−ＰＡＧＥの印加電圧または泳動時間と泳動距離の関係）
図１５に示した画像において、画像間で対応するポイント１５１１〜１５１４の位置のＹ座標を取得した。泳動開始点のＹ座標と各ポイントの位置のＹ座標間の距離を泳動距離として算出した。泳動時間を横軸に、泳動距離を縦軸にとったグラフを作成した（図１７）。図１７より、泳動時間と泳動距離の間には直線関係があることが明らかになった。
また、図１６に示した画像において、画像間で対応するポイント１６１１〜１６１４の位置のＹ座標を取得した。泳動開始点のＹ座標と各ポイントの位置のＹ座標間の距離を泳動距離として算出した。印加電圧を横軸に、泳動距離を縦軸にとったグラフを作成した（図１８）。図１８より、印加電圧と泳動距離の間には直線関係があることが明らかになった。
【００９７】
（ポイントの対応付け）
本発明の実施形態において説明した手法を用いて、対応ポイントの対応付けを行った。対応付けに使用した二次元電気泳動画像を図１９の（ａ）に示す。基準画像を測定したときのＳＤＳ−ＰＡＧＥの印加電圧は１５０Ｖ、泳動時間は２０分間、すなわち総印加電圧は５０Ｖｈ、スレーブ画像を測定したときのＳＤＳ−ＰＡＧＥの印加電圧は２００Ｖ、泳動時間は３０分間、すなわち総印加電圧は１００Ｖｈであった。スレーブ画像の拡大縮小画像を図１９の（ｂ）に示す。基準画像とスレーブ画像の拡大縮小画像間で対応ポイントの対応付けを行った結果は、検出された１００ポイントのうち９３ポイントが正しく対応付けられた。
一方、比較のために、スレーブ画像の拡大縮小処理は行わず、スレーブ画像と基準画像との間でポイントの対応付けを行った。その結果、検出された１００ポイントのうち正しく対応付けされたのは１５ポイントであった。
以上より、本発明によるポイントの対応付け方法を用いることで、高精度にポイントの対応付けを行うことができることが示された。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明は、タンパク質、ＤＮＡ、またはＲＮＡ等の二次元電気泳動画像等のポイントを有する測定データが複数あった場合、測定データ間で当該ポイントの対応付けを行う際に好適に用いられる。本発明に係るデータ解析装置１００は、例えば、一般的な画像解析装置に比べて、二次元電気泳動におけるＳＤＳ−ＰＡＧＥの泳動時間と印加電圧の情報を用いることにより、ＳＤＳ−ＰＡＧＥの泳動時間と印加電圧のばらつきに由来する二次元電気泳動画像間でのポイント位置のずれを補正し、その後対応付けを行う。これにより高精度にポイントの対応付けを行うことができる。
一般的なポイント対応付けの技術では、二次元電気泳動の結果得られた二次元電気泳動画像をそのまま用いてポイントの対応付けを行うので、ＳＤＳ−ＰＡＧＥの泳動時間と印加電圧のばらつきにより画像間で対応するポイント位置が大きくずれた場合、そのようなポイントは対応付けることができない。本願発明によると、画像間で対応するポイント位置が大きくずれていた場合でも、ＳＤＳ−ＰＡＧＥの泳動時間と印加電圧の情報を用いることにより、ＳＤＳ−ＰＡＧＥの泳動時間と印加電圧のばらつきに由来する二次元電気泳動画像間でのポイント位置のずれを補正するので、補正後の画像において画像間で対応するポイントはおよそ同じ位置に出現する。したがって、高精度にポイントの対応付けを行うことができる。
【００９９】
以上のように、本発明は、二次元電気泳動画像での対応するポイント同士の対応付けにおいて、二次元電気泳動におけるＳＤＳ−ＰＡＧＥの泳動時間と印加電圧を基に補正量を算出し、この補正量に基づいて二次元電気泳動画像を拡大または縮小、およびポイントの位置を変換した後、対応ポイントの検出を行う。
これにより、二次元電気泳動画像間におけるポイント位置のずれを補正した後に対応ポイント検出を行うので、正確にポイントの対応付けを行うことができる。
本発明は、例えば、タンパク質の解析装置、または、ＤＮＡまたはＲＮＡ等の生体高分子の解析装置などに適用することができる。
【符号の説明】
【０１００】
１００・・・データ解析装置、１０１・・・制御装置、１０２・・・入力装置、１０３・・・データ処理装置、１０４・・・記憶装置、１０５・・・外部記憶装置、１０６・・・出力装置、１３１・・・基準画像選択部、１３２・・・データ補正部、１３３・・・対応ポイント検出部、１４１・・・データ格納部、１４２・・・基準画像情報格納部、１４３・・・補正データ格納部、２００・・・外部検出装置、３００・・・電気泳動装置、６００・・・電気泳動装置、６０１・・・ゲル、６１０・・・第１絶縁物、６１１・・・第２絶縁物、６２０・・・第１開口部、６２１・・・第２開口部、６３０・・・第１緩衝液槽、６３１・・・第２緩衝液槽、６４０・・・第１電極、６４１・・・第２電極、６５０・・・電源、６６０・・・配線、６７０・・・電圧計、７００・・・制御手段、７０１・・・電圧印加手段、７０２・・・電圧計、１００１・・・基準画像、１００２・・・スレーブ画像、１０１１〜１０２３・・・ポイント、１２０１・・・基準画像、１２０２・・・スレーブ画像の拡大縮小画像、１２１１〜１２２３・・・ポイント、１３０１・・・ボタン、１４０１・・・ボタン、１５１１〜１５１４・・・ポイント、１６１１〜１６１４・・・ポイント
【図１】
2013221839.tif 000015
【図３】
2013221839.tif 000016
【図４】
2013221839.tif 000017
【図５】
2013221839.tif 000018
【図６】
2013221839.tif 000019
【図７】
2013221839.tif 000020
【図８】
2013221839.tif 000021
【図９】
2013221839.tif 000022
【図１０】
2013221839.tif 000023
【図１１】
2013221839.tif 000024
【図１２】
2013221839.tif 000025
【図１７】
2013221839.tif 000026
【図１８】
2013221839.tif 000027
【図２】
2013221839.tif 000028
【図１３】
2013221839.tif 000029
【図１４】
2013221839.tif 000030
【図１５】
2013221839.tif 000031
【図１６】
2013221839.tif 000032
【図１９】
2013221839.tif 000033